Forschungshistorie

Kontinuierliches Monitoring von kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen mittels Schallemissionsanalyse: QuantCarbon

Etablierte Prüfverfahren für kohlefaserverstärkte Kunststoffe, wie z. B. das Impuls-Echo-Ultraschallverfahren oder das Röntgen, besitzen einen großen Nachteil. Sie sind bei der Erfassung von Strukturschäden nur in unmittelbarer Umgebung des Sensors sensitiv und für komplexe, dickwandige Geometrien schwer anwendbar.

In diesem Forschungsprojekt wird daher eine andere Technologie weiterentwickelt. Die Schallemissionsanalyse nutzt geführte akustische Wellen, die sich nach Entstehung eines Strukturschadens großflächig im Bauteil ausbreiten und von vereinzelten Sensoren am Bauteil erfasst und lokalisiert werden. Auf diese Weise können akustische Sensoren größere Bauteile überwachen, auch wenn diese in großem Abstand voneinander angebrachte werden. Für die Überwachung von metallischen Strukturen ist die Schallemissionsanalyse bereits Stand der Technik.

Ziel des Projektes ist es, den beim gegenwärtigen Stand der Technik noch offenen Schritt von der Lokalisierung und Beschreibung einzelner Schallereignisse im Bauteil hin zur bauteilbezogenen Aussage hinsichtlich der Gesamtintegrität zu gehen. Hierfür werden Versuche sowohl an Bauteilen im Neuzustand als auch Bauteilen, die einer Reparatur unterzogen wurden, durchgeführt.

Auch Rotorblätter könnten in Zukunft auf diese Weise kontinuierlich auf Schäden überwacht werden.

Projektpartner:

  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
  • IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH
  • Leichtbau Zentrum Sachsen GmbH
  • cp.max Rotortechnik GmbH & Co. KG

Förderung durch die Europäische Union und den Freistaat Sachsen

 

Neues Reparaturverfahren für niedrige Temperaturen: Cool Repair

Die zur Herstellung von Rotorblättern verwendeten Harzsysteme verhindern in der Regel Reparaturen bei niedrigen Außentemperaturen. Auch der DNV GL fordert daher zur Verarbeitung eine relativ hohe Mindesttemperatur von 16 °C (DNVGL-ST-0376: Rotor blades for wind turbines). Viele Rotorblätter können daher während mehreren Monaten eines Jahres nicht repariert werden.

cp.max hat mit Cool Repair diesen Reparaturzeitraum signifikant erweitert. Das Verfahren ermöglicht arbeiten ab einer Außentemperatur von 6 °C. Dies wurde neben umfangreichen internen Tests auch vom DNV GL bestätigt und zertifiziert.
cp.max kann somit die Verfügbarkeit Ihrer Windenergieanlagen noch weiter erhöhen, da Reparaturen auch unter schwierigen Bedingungen unverzüglich durchgeführt werden können.


Kern des Cool Repair- Verfahrens ist eine Heiz- Vakuumhaube, welche direkt auf die Reparaturstelle aufgesetzt wird. Durch eine intelligente Regelung wird dem Laminat genau die notwendige Wärmeenergie zugeführt und die Reparaturmaterialien zusammengepresst. Zusätzlich wird der Temperaturverlauf digital aufgezeichnet.

Cool Repair wurde gemeinsam mit dem Süddeutschen Kunststoffzentrum im Rahmen des Zentralen Innovations-programmes Mittelstand entwickelt.